21数控装置与配电系统装配

2.1数控装置与配电系统装配数控系统辅助装置机床本体进给伺服主轴伺服2.1.1相关基础知识一、数控机床常用电气元件二、数控机床常用检测元件三、数控装置接口2.1.2数控装置与配电系统装配一、强电信号传递二、数控装置与配电系统连接2.1.1相关基础知识一、数控机床常用电气元件1、断路器（低压断路器）说明：低压断路器过去叫做自动空气开关，现采用IEC标准称为低压断路器。定义：低压断路器是将控制电器\保护电器的功能合为一体的电器。功能：有效地保护串接在它后面的电器设备以下重点介绍数控机床常用的两种低压断路器:组成:手柄、操作机构、脱扣装置、灭弧装置、触头系统等.作用：1、配电保护2、电动机的过载、短路保护3、线路不频繁转换4、电动机不频繁起动之用1）塑料外壳式断路器图2-1塑料外壳式断路器外形图图2-2断路器图形及文字符号DZ15系列型号意义为：设计代号塑料外壳式断路器保护种类(见表2.1)液压式电磁脱扣器极数(1:单极;2:二极;3:三极)壳架等级额定电流DZ15-□/□90□表2-1保护种类含义及其对应的代号保护种类代号配电保护用过电流脱扣器1电动机保护用过电流脱扣器2型号额定电流（A）额定电压（V）极数脱扣器额定电流（A）额定短路通断能力/kADZ15-40/19014022016，10，16，20，25，32，403DZ15-40/29013802DZ15-40/39013803DZ15-40/39023803DZ15-40/49013804DZ15-63/190163220110，16，20，25，32，40，50，635DZ15-63/29013802DZ15-63/39013803DZ15-63/39023803DZ15-63/49013804DZ15系列规格及参数作用：1、主要用于照明配电系统和控制回路。2、机床常用于过载、短路保护3、不频繁地通断电器装置和照明线路。图2-3小型断路器外形图图2-4小型断路器图形及文字符号(单极和三极)2）小型断路器DZ47-60系列型号意义为：DZ47-60系列分类：按额定电流In分有:1A、2A、3A、4A、5（6）A、10A、15（16）A、20A、25A、32A、40A、50A、60A；按级数分有:单极、二极、三极、四极；按断路器瞬时脱扣器的型式分有:C型（5In~10In）、D型（10In~14In）。DZ47-60系列技术参数如表2-3~2-4所示：壳架等级额定电流塑料外壳式断路器设计序号DZ47-60序号脱扣器额定电流In(A)起始状态试验电流规定时间预期结果备注A1~60冷态1.13Int≥1h不脱扣B1~60紧接着A项实验后进行1.45Int1h脱扣电流在5秒内稳定地上升至规定值CIn≤32冷态2.55In1st60s脱扣In32冷态2.55In1st120s脱扣D1~60冷态5Int≥0.1s不脱扣C型E1~60冷态10Int0.1s脱扣C型F1~60冷态10Int≥0.1s不脱扣D型G1~60冷态14Int0.1s脱扣D型表2-3过电流保护特性表2-4额定短路通断能力型号额定电流In（A）极数电压（V）通断能力（A）DZ47-60（C）型1~401P23060001~402,3,4P400600050~601P230400050~602,3,4P4004000DZ47-60（D）型1~601P23040001~602,3,4P4004000(1)低压断路器的额定电流和额定电压应大于或等于线路、设备的正常工作电压和工作电流。(2)低压断路器的极限通断能力应大于或等于电路的最大短路电流。(3)欠电压脱扣器的额定电压等于线路的额定电压。(4)过电流脱扣器的额定电流应大于或等于线路的最大负载电流。注意:使用低压断路器来实现短路保护比熔断器优越3）低压断路器的选择用途：用来频繁地接通或分断带有负载的主电路（如电动机）的自动控制电器。分类:按主触点通过电流的种类，分为直流和交流两种。机床上应用最多的是交流接触器。2.接触器组成:电磁机构、触点系统、灭弧装置及其它部件;工作原理:当线圈通电后，静铁心产生电磁吸力将衔铁吸合。衔铁带动触点系统动作，使常闭触点断开，常开触点闭合。当线圈断电时，电磁吸力消失，衔铁在反作用弹簧力的作用下释放，触点系统随之复位。交流接触器的结构原理交流接触器利用主触点来开闭电路，用辅助触点来执行控制指令。主触点一般只有常开接点，而辅助触点常有两对具有常开和常闭功能的接点。线圈主触点辅助触点图2-5交流接触器图外形图图2-6接触器图形及文字符号1）额定电压:接触器铭牌上标注的额定电压是指主触点的额定电压。常用的额定电压等级如表2-5所示。2）额定电流:接触器铭牌上标注的额定电流是指主触点的额定电流。常用的额定电流等级如表2-5所示。直流接触器交流接触器额定电压（单位：V）110，220，440，660127，220，380，500，660额定电流（单位：A）5，10，20，40，60，100，150，250，400，6005，10，20，40，60，100，150，250，400，600(1)、接触器的主要技术参数表2-5接触器的额定电压和额定电流的等级表3）线圈的额定电压:直流线圈交流线圈24，48，100，220，44036，110，127，220，3804）接通和分断能力:表2-6接触器线圈的额定电压等级表注意:根据接触器的使用类别不同对主触点的接通和分断能力的要求也不一样，而不同类别的接触器是根据其不同控制对象（负载）的控制方式所规定的。常见的接触器使用类别及其典型用途如表2-7所示。指主触点在规定条件下能可靠地接通和分断的电流值。a、AC1和DC1类允许接通和分断额定电流；b、AC2、DC3和DC5类允许接通和分断4倍额定电流；c、AC3类允许接通6倍额定电流和分断额定电流；d、AC4类允许接通和分断6倍额定电流；电流类型使用类别典型用途AC交流AC1AC2AC3AC4无感或微感负载、电阻炉线绕式电动机的启动和中断笼型电动机的启动和中断笼型电动机的启动、反接制动、反向和点动DC直流DC1DC3DC5无感或微感负载、电阻炉并励电动机的启动、反接制动、反向和点动串励电动机的启动、反接制动、反向和点动表2-7常见接触器使用类别及其典型用途表5）额定操作频率:指每小时的操作次数。交流接触器最高为600次/h，直流接触器最高为1200次/h。型号额定绝缘电压(V)寿命(百万次)额定工作电流（A）可控电机功率（kw）额定操作频率(Hz)额定发热电流（A）AC-3AC-4AC-3AC-4230V/400V/500V690V400VAC-3AC-4CJX1-96801093.32.445.55.51.4120030020CJX1-16680-10167.747.610113.5120030030CJX1-85100088542284559672260030090CJX1-1701000817075559011815640700200210CJX1-47510008475165148252342432110500150400表2-8CJX系列交流接触器规格及参数1）交流接触器型号的含义有Z表示直流操作接触器交流小容量设计代号表示常开辅助触点数量额定工作电流(AC3、380V)CJX1-□/□□Z表示常闭辅助触点数量(2)、接触器的型号含义设计代号有TH表示湿热带额定工作电压代号（03—380V，06—660V，11—1140V）用K表示组成矿用启动器的接触器CJ20-□□/□□接触器交流额定工作电流(AC3、380V)设计代号常闭触点数常开触点数CZ18-□/□□接触器直流额定工作电流(AC3、380V)2）直流接触器型号的含义交流接触器选择主要考虑:主触点的额定电压、额定电流；辅助触点的数量与种类；吸引线圈的电压等级；操作频率等。（3）、交流接触器的选择1）根据接触器所控制负载的工作任务（轻任务、一般任务或重任务）来选择相应使用类别的接触器。a、如果负载为一般任务（控制中小容量笼型电动机等），选用AC3类接触器。b、如果负载属于重任务类（电机容量大，且动作较频繁），则应选用AC4类接触器。c、如果负载为一般任务与重任务混合的情况，则应根据实际情况选用AC3或AC4类接触器。若确定选用AC3类接触器，它的容量应降低一级使用，即使这样，其寿命仍将有不同程度的降低。d、适用于AC2类的接触器，一般也不宜用来控制AC3及AC4类的负载，因为它的接通能力较低，在频繁接通这类负载时容易发生触点熔焊现象。2）交流接触器的额定电压（指触点的额定电压），应大于或等于负载回路的电压。3）接触器线圈的电流种类（交流和直流两种）和电压等级应与控制电路相同。4）触点数量和种类应满足电路和控制线路的要求。5）根据电动机（或其它负载）的功率和操作情况来确定接触器主触点的电流等级。a、接触器的额定电流（指主触点的额定电流）应大于或等于被控回路的额定电流。b、对于电动机负载可按下列经验公式计算：K为经验系数，一般取1-1.4。c、对于不同运行状态的设备可按下列经验选择;NNCKUPI持续运行的设备.接触器按67-75%算.即100A的交流接触器，只能控制最大额定电流是67-75A以下的设备;间断运行的设备.接触器按80%算.即100A的流是80A以下的设备;反复短时工作的设备.接触器按116-120%算.即100A的交流接触器，只能控制最大额定电流是116-120A以下的设备;注意:如当接触器控制电容器或白炽灯时，由于接通时的冲击电流可达额定值的几十倍，因此从接通方面来考虑，宜选用AC4类的接触器；继电器：是一种根据输入信号的变化接通或断开控制电路，实现控制目的电器。分类:按输入信号的性质分为：电压继电器、电流继电器、时间继电器、温度继电器等。按工作原理可分为：电磁式继电器、感应式继电器、电动式继电器、热继电器等。3.继电器1)、电磁式继电器工作原理:由电磁机构、触点系统和释放弹簧等部分组成。根据外来信号（电压或电流），利用电磁原理使衔铁产生闭合动作，从而带动触点动作，使控制电路接通或断开，实现控制电路的状态改变。注意:继电器的触点不能用来接通和分断负载电路，这也是继电器的作用和接触器的作用的区别。电磁式继电器的种类不同，但一般图形符号是相同的，如图2-8所示。电流继电器的文字符号为KI，线圈方格中用I（或I）表示过电流（或欠电流）继电器；电压继电器的文字符号为KV，线圈方格中用U（或U）表示过电压（或欠电压）继电器。图2-7电磁继电器外形图电磁式继电器按吸引线圈电流种类不同,有交流和直流两种。由于电磁式继电器具有工作可靠、结构简单、制造方便、寿命长等一系列优点，故在数控机床电气控制系统中应用最为广泛。图2-8电磁继电器图形及文字符号表2-9JTX通用型小型电磁继电器主要技术参数额定工作电压（V）DC：6、12、24、48、110、220AC：6、12、24、48、110、220、380吸动电压（V）DC：≤75%；AC：≤80%释放电压（V）DC：≥10%；AC：≥30%功耗DC：≤2W；AC：≤3.5VA防尘型触点最大控制容量（COSФ=1）7.5A250VAC；7.5A28VDC触点形式2C3C电气寿命（次）1x105机械寿命（次）1x107介质耐压≥1500V绝缘电阻≥500MΩ温度范围-25℃~+45℃振动10~55Hz双振幅1.0mm重量（克）≤125g装置方式Plig-in插座式外形尺寸(cm)35X35X55固态继电器(SolidStateRelay)简称SSR；新型无触点继电器。固态继电器是用晶体管或可控硅代替常规继电器的触点开关，而在前级中与光电隔离器融为一体。因此，固态继电器实际上是一种带光电隔离器的无触点开关。由于可靠性高、开关速度快和工作频率高、使用寿命长、便于小型化、输入控制电流小等一系列优点。SSR图2-9固态继电器图形及文字符号2）、固态继电器（a）固态继电器的分类固态继电器具有两个输入端和两个输出端的一种四端器